基于能量輸入與耗散反饋理論的機(jī)床熱誤差實(shí)時(shí)分析與預(yù)報(bào).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航空航天工業(yè)、電子工業(yè)、能源工業(yè)、軍事工業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)葒窠?jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門對機(jī)械加工精度的要求越來越高。在眾多影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素中，機(jī)床的熱變形問題日益引起了人們的重視。為削除和減少機(jī)床熱變形對加工精度的影響，海內(nèi)外學(xué)者開展了大量而且豐富的研究工作。然而現(xiàn)有的方法都或多或少存在著一些缺陷，難以實(shí)際應(yīng)用。本文通過對機(jī)床熱變形的深入研究，提出了一種新型的解決思路，并建立了相應(yīng)的熱誤差預(yù)報(bào)模型。 本文首先從機(jī)

2、床的熱源分布以及發(fā)熱機(jī)理進(jìn)行研究，了解機(jī)床發(fā)熱的關(guān)鍵部件及其主要原因。對ZK7640數(shù)控機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行測量，借助于三維建模軟件ProENGINEER Wildfire3.0建立ZK7640三維實(shí)體模型，然后導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中，加載相應(yīng)的生熱率、對流換熱系數(shù)等，對ZK7640數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模擬分析，得到相對應(yīng)的各關(guān)鍵部件溫度變化曲線與熱變形位移云圖，為下一步的實(shí)驗(yàn)研究做充分的準(zhǔn)備。 利用多體系統(tǒng)理論坐標(biāo)變換的方

3、法，推導(dǎo)出了基于ZK7640數(shù)控銑床的幾何誤差與熱誤差綜合數(shù)學(xué)模型。 通過分析一維機(jī)床主軸熱傳導(dǎo)模型，建立基于能量輸入與耗散反饋理論的機(jī)床主軸的熱傳導(dǎo)模型，并對一維機(jī)床熱傳導(dǎo)模型進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)有相對較高的預(yù)報(bào)精度。在ZK7640數(shù)控銑床上做了大量的實(shí)驗(yàn)。通過機(jī)床電源總線前端的電能表檢測出機(jī)床的總體輸入能量，運(yùn)用熱電偶傳感器得出不同時(shí)刻機(jī)床的環(huán)境溫度，并通過運(yùn)用天工組態(tài)軟件編寫的溫度數(shù)據(jù)對話框讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)第四章推導(dǎo)的公式計(jì)算出不同